Single-cell Genomics Imaging

Abstract

[EN] Single-cell genomics involves novel technologies that allow the isolation and analysis of the limited genetic material present within a single cell, providing scope for gene expression studies at the single-cell level. It also opens up the possibility of identifying and sequencing different sub-populations of cells and to investigate their implication and relationship to a specific disease development. We have focused our research on developing imaging to support the use of the Fluidigm C1 system, the first automated solution for single-cell genomics, able to generate cDNA from single cells for transcriptomic studies. However, an important part of this workflow is the cell imaging process, which is not supported by the system. The integration of imaging into the single-cell genomics workflow with the C1 still remains a challenge. Along the integration effort we had to overcome several key challenges: accomplishment of accurate and informative cell phenotyping QC on chips; imaging acquisition optimization for different microscopy platforms; automated and standardized system that allows imaging analysis on chips; and design of novel fluorescence staining-based experiments.

[ES] El estudio genómico de célula individual incluye nuevas tecnologías que permiten el aislamiento y análisis del limitado material genético presente en una única célula. Esto proporciona un ámbito para el estudio de la expresión génica a nivel de célula individual. Además, abre las posibilidades para la identificación y secuenciación de diferentes subpoblaciones celulares y la investigación de su implicación y relación con el desarrollo de una enfermedad específica. Nosotros hemos enfocado nuestro estudio en el desarrollo de una plataforma de imagen de apoyo al primer sistema automatizado para el aislamiento y preparación de células individuales, el Sistema C1 de Fluidigm, capaz de generar cDNA a partir de células individuales para posteriores estudios del transcriptoma. Sin embargo, una parte importante de este protocolo para estudiar el transcriptoma incluye la imagen celular, no cubierta por el sistema C1. La integración del estudio de la imagen junto con el estudio del genoma de células individuales todavía se considera un proceso dificultoso. A lo largo de nuestro trabajo hemos tenido que superar diferentes dificultades: generación de un control de calidad para el estudio fenotípico celular de un modo más informativo y preciso; optimización de la adquisición de la toma de imágenes don diferentes microscopios; automatización y estandarización del un sistema de análisis de imágenes basado y diseñado exclusivamente para el estudio de los chips-C1; y el diseño de nuevos protocolos específicos para de tinción celular en el C1.